Гидротехническое сооружение для добычи углеводородов на континентальном шельфе в приполярных глубоководных акваториях и способ его возведения

союз советских СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНО ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)СА К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ1 2 (21) 4905201/15 ным кессоном выполнено хранилище жид" (22) 28.01.91 кой фазы, помещения, в которых поддержи- (46) 15,06,93, Бюл. М 22 вается атмосферное давление, (71) Научно-исследовательский сектор Все- . размещенное в них оборудование для добысоюзного проектно-изыскательского и науч- чи продукта, превенторы, манифольды и но-исследовательского объединения другое технологическое оборудование, хра"Гидропроект" им. С.Я.Жука нилище для газообразной фазы продукта, (72) К,А,Абаджян, А.М,Варданян и К.З,Галу- выполнены гнеэдадля размещенияжестких стов опор, помещение, в котором поддержйвает- (56) Патент США М 3535884, ся атмосферное давление, для оборудовакл. Е 02 В 17/00, 1970., - ния подготовки и транспорта продукта.Патент США М 4448570, Сооружение снабжено фланцевой плитой, кл, Е 02 В 17/00,1984, Нижние концы гибких трубчатых тяг плавающей платформы закреплены на фланцевой (54) ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СООРУЖЕНИЕ трубе, Фланцевая плита выполнена с выре- ДЛЯ ДОБЫЧИ УГЛЕВОДОРОДОВ НА КОН- зами для размещения реакторного отделе- ТИНЕНТАЛЬНОМ ШЕЛЬФЕ В ПРИПОЛЯР-,ния энергоустановки и с герметичными НЫХ ГЛУБОКОВОДНЫХ АКВАТОРЙЯХ И зазорами, заполненными воздухом при ат- СПОСОБ ЕГО ВОЗВЕДЕНИЯ мосферном давлении для закрепления ее йа (57) Изобретение относится к строительст- палубе понтона, Сооружение снабжено выву, в частности к возведению гидротехниче-; движными плитами, базовая структура соеских сооружений для добычи углеводородов динена с дном с помощью тяг с верхними на континентальном шельфе в приполярныханкерами, выполненными в виде полых циглубоководных акваториях и способам их линдров с внутреннейрезьбой. Цилиндры возведения. Цель; повышение эффективно- связаны с выдвижной плитой, расположенсти работы сооружения, безопасности пер- ной на опорной плите. Плавающая платформа сонала и охраны окружающей среды, выйолненаввидегоризонтальнойкольцЕвэй Сущность изобретения: базовая структура структуры с полостью, Последняя сверху песнабжена заделанными в нее жесткимй опо- рекрыта гибкой оболочкой для йоддержания рами, на которых в толще воды расположена избыточного давления воздуха. Между плаваопорная плита с энергоустановкой, выпол- . ющей платформой и энергоустановкой вертиненной в виде понтона и размещенныхнакально установлена гибкая труба-лифт. Она нем реакторного отделения с сопутствую- выполнена с возможностью поддержания щим оборудованием, а плавающая платфор-внутреннего атмосферного давления. Для обма расположена над базовой структурой и легчения и ускорения замены или ремонта ресвязана с ней посредством гибких трубча- акторного отделения, понтон энергоустановки тых тяг. Гидравлическое сооружение снаб-. выполнен с кольцевым швом. В последнем жено опорным кессоном, на котором установлены замки, Реакторное отделение установлена базовая структура, Последняя снабжено отдельной балластно-дебаллас,1 рообразована кольцевыми, радиальными и го- вочной системой. Предложен и способ возверизонтальными элементами в виде плит, В дения описанного гидротехнического нижней части базовой структуры над опор- сооружения. 2 с.п, и 11 э,п, ф-лы, 10 ил.1821525 7 39 Фиг.Составитель К, Абаджя Техред М,Моргентал едактор М Ко ова каз 2094 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 изводственно-издательский, комбинат "Патент", г, Ужгород гарина, 10Изобретение относится к строительст- . под нее нагнетают сжатый воздух 48, При,ву, в частности к возведению гидротехниче- возведении и эксплуатации сооружения исских сооружений для добычи углеводородов пользуют буксир,49, В воде 2 может прохона континентальном шельфе в приполярных дить айсберг 50. В соорукении выполненглубоководных акваториях, и способам их 5 герметичныйзазор 51, Сооружениеснабжевозведения,но административно-бытовым помещением. Цель изобретения - повышение эффек- .52, складом 53, мастерскими 54, оборудовативности.работы сооружения; безопасности кием 55 для добычи продукта,персонала и охраны среды,На фиг.1 изображено гидротехническое "0 Работает сооружение следующим обрасооружение, общий вид; на фиг,2 - . вид свер- зом,ху фиг.1; на фиг.3 - разрез по А - А фиг,1; на Базовая структура 3 с помощью тяг 27 ифиг.4 - разрез по Б - Б фиг.1; на,фиг,5 - . раствора 12 надежно соединена с грунтомвертикальный разрез по базовой структуре 1, ее опоры 25 с помощью гнезд 24, тяг 26 и. на. фиг,6 - горизонтальный разрез по Д - Д 15 27 жестко соединены с базовой структуройфиг.,5; на фиг.7 - этап возведения после ус-3 и поддерживают на себе энергетическуютановки базовойструктуры с опорами; на установку 4. К последней с помощью фланфиг;8 - этап возведения в ходе натяжения . цевой плиты 35 и закрепленных в ней натя. тяг, заанкеренных в грунте, общий вид; нанутых трубчатых тяг 37 гибко укрепленафиг,9 - .этап, возведения в ходе натяжения 20 плавающая платформа 5, Благодаря натя тяг, заанкеренных в грунте, деталькрепле-жению тяг 37, смещенйя платформы 5 приния;нафиг,10 - одноизсостоянийсооруже- . воздействии волн, ветра и отдельных.ния при эксплуатации - пропускайсберга,льдин не превышают пределов, допуститрасса движения которого проходит по соо- мых для функционирования буровых станружению,2ков 6 и другого оборудования, Практически2 гГидротехническое сооружение вклача- во всех, помещениях и полостях сооруженияет установленные на. грунте дна 1 в воде 2 .,поддерживается атмосферное давление, т.е,базовую структуру 3, энергоустановку с пон-. помещения являются "атмосферическими".тоном 4, плавающую платформу 5, гибкую Выработка электроэнергии для всех произтрубу-лифт 7, жесткие опоры 25, тяги 27, 30 водственных процессов осуществляется назаанкеренные в грунте, трубчатые тяги 37. энергоустановке 4 с помощью реакторногоСооружение содержит также кольцевые отделения 30, парогенераторной 31, в элекэлементы 8., радиальные плитные элементы троцехе,33, в помещении 34 хранят отходы,9, горизонтальные плитныеэлементы 10, ре- При необходимости в заь 1 ене реакторногобра кессона 11, полости кессона зайолнены 35 отделения, например после исчерпания рераствором 12 Сооружение содержит буро- сурса, его,отделяют по кольцевому шву невые станки 6, хранилище 13 жидкой фазы показан) и устанавливают свежий, Реактороборудование 14 для добычи продукта ное отделение 30 обладает собственнойпомещение 15 для оборудования добычи Вплавучестью, Для инспекционного или вгрунте 1 выполненыскважины 16, Сооруже. связи с ремонтными работами посещенийние содержит хранилище 17 газовой фазы, персоналом подводных помещений служитпомещение 18 для оборудовайия подготов-,: гибкая труба-лифт 7,кипродукта,оборудование 19:сбора продук-:При:бурении скважин в качестве водо-та сателлитных периферийных) скважин,отделяющих колонн используют трубчатыеоборудование 20 транспорта жидкой фазы, 45 тяги 37, жесткие опоры 25, а также специоборудование 21 транспорта газа, трубоп- . альные трубы, спускаемые с платформы 5 кровод 22 жидкой фазы, газопровод 23, гнез-направляющим каналам, расположенным вдо 24 для жесткой опоры, тягу 26 для . базовойструктуре 3 не показаны), и пропусоединения опоры с базой, понтон 28, папу-. скаемые через каналы в фланцевой плите 35бу 29 понтона, реакторное отделение 30, 50 иэнергоустайовке 4.Сооружениесодержит парогенераторную. .При прогнозировании прохождения31, машзал 32, электроцех 33, хранилище 34 трассй айсберга 50 или мощного ледяногоотходов,фланцевуюплиту 35,естьзазор 36, поля через сооружение (фиг.10)производят .Сооружение имеет вертйкааьныеканалы 38,размыкание буримых скважий 16 н и трубытяга 27 имеет нижний анкер 29 и верхний 55 лифта 7 по быстродействующим сьемно:анкер 40. Сооружение имеет выдвижнуюстыковочнымсоединениям (не показаны) вплиту 41, опорную плиту 42, штифт 43, под "пределах фланцевой плйты 35, заполняютнего выполнено гнездо 44, имеются уплот- ; водой зазоры 51 между фланцевой плитойнения 45, В кольце выполнена полость 46, 35, Энергоустановкой 4 и уплотнениями 45,Сооружение снабжено гибкой оболочкой 47, отсоединяют фланцевую плиту 35 от энерго1.821525 5 6установки 4, балластируя платформу 5, пе- ныхакваторийдостаточной глубины энергореводят анкеры тяг 37 на верхний уровень, установку 4 доставляют и устанавливают на дебалластируя платформу 5,снимаютфлан- опорах 25 независимо от платформы 5 цеаую плиту 35, с энергоустановки 4, кото-. фиг,7), используя буксиры и крановые суда. рая расположена ниже максимальной 5 Далее с платформы 5 производят бурение глубины погружения айсберга 50,и с по- скважиндлятяг 27 и выполняютанкеры 39, мощью буксира 49 фиг,7) отводят йлатфор- Затем пропускают тяги 27 в каналы 38 опор му 5 а сторону от трассы айсберга 50, 25, закрепляют в анкарах 39 и производятПосле прохождения. айсберга 50 а по- натяжение тяг 27,в следующем порядке рядке, обратном указанному, восстанаалива-, 10 (фиг.8 и 9), Первоначально анкер 4 О тяги 27 ют рабочее положение "платформы 5 инаходятся непосредственно на опорной продолжают бурениескважин 16. После плите 42 эйергоустаноаки 4, На плите 42 окончания бурения скважин и перехода имеется выдвижная плйта 41, толщина кото- промысла на автоматйзироаайный режим рой равна вытяжке тяг 27. В анкер 40 и в добычипродукта,платформу 5 отсоединяют 15 гнездо 44 фланцеаой плиты 35 ввернут и используют на другом промысле; а также штифт 43. Натяжение тяг 27 осуществляют эпизодически или перйодически - на дан- дебалластироакой платформы 5 и прдкачкой ном сооружении, например; для ремонта воздуха 48 под оболочку 47, после чего уста- скважин 16, замеры реактора 30. навливают плиту 41 под анкер 4(Х После20 натяжения всех тяг 27 штифты 43 аворачиСооружение возводят следующймобра- аают глубоко а гнезда 44, выворачивая иэ зом.анкеров 40. Таким образом энергоустановкаСначала в доке (не показано) изготовля, а вместе с ней опоры 25 и база 3 оказывают нижнюю часть базовой структурй 3, за- ется надежно прижатой к грунту 1, Далее полняют док водой и выводят эту часть на 25 верхние анкера трубчатых тяг 37 в платфорболее глубокую защищенную акваторию,; ме 5 переводят на эксплуатационный верхгденаплавудостраиваютиоснащагот всем ний уровень, балластируют платформу 5, оборудованием, Также в доке изготовляют. после совмещения верхних с нижними уп- " жесткие опоры 25, которые на плаву достав- лотнений 45 производят откачку воды из ляют к базовой структуре 3 и устанавливают 30 зазора 51 в результате чего фланцевая опов ее гнезда 24. В часть каналов" в опорах 25 . ра 35 прижимается к энергоустановке 4, т,е. пропускают тяги 26, заделывают их нижниепонтойу 28.анкеры в базовой структуре 3 и производят Затем производят натяжение тяг 37 де- натяжение тяг 26 домкратами обычным пу- балластировкой платформы 5, Так как все тем с закреплением а верхней части"опоры 35 каналы 38 для всех тяг остаются полыми, 25. Каналц тяг не цементируют, При выпол- . при необходимости производят демонтаж нении этих операций базовая структура 3 всего сооружения в порядке; обратном опизабалластирована и-находится на дне на" санному.глубине, достаточной для того; чтобы верхние части опор 25 были над водой, Далее 40 Формула изобретен йябазу 3 с опорами 25 дебалластируют, буксируют и йредварительно устанавливают бал. Гидротехническое .сооружение для ластировкой на точку использования, добычи углеводородоа на континентальномВ доке изготовляюг и осйащают Обору-шельфе в приполярных глубоководнь;:. аква- дованием знергоустановку 4, обладающую 45 ториях, включающее плавающую платфорсобственной плавучестью благодаря пон- му с буровыми станками, энергоустановку, тону 28, на котором она смонтирована. Так- жесткие и гибкие опоры, подводную базоже в доках изготовляют и оснащают вую сгруктуру, содержащуюоборудование оборудованием плавающую платформу 5 идля добычи, переработки, хранения и трансфланцевую плиту 35, обладающую собст порта продукта, отл ич а ю щ ее с я тем, венной плавучестью. На защищенной аква- что, с целью повышения эффективности ратории с достаточными глубинами к боты сооружения, безопасности персонала платформе 5 прикрепляют трубчатые тяги и охраны окружающей среды, базовая 37, а кйим - фланцевую плиту 35, Затеи структура снабжена заделанными в ее аерзатопляют на нужную глубину энергоуста хнюю частьжесткими опорами,.накоторых новку 4 и прикрепляют к ней фланцеаую а толще воды расположена опорная плита с плиту 35; откачивая воду из зазора 51. Далее . энергоустановкой, выполненной в виде понбуксируют платформу 5 с энергоустановкойтона и размещенных на нем реакторного 4 к местуиспользоаания и устанавлйааютна отделения с сопутствующим оборудованиопорах 25 фиг.8). Приотсутствиизащищен- ем, а плавающая платформа расположенанад базовой структурой и связана с ней посредством гибких трубчатйх тяг.2. Сооружение по пЛ, о т л и ч а ю ще е я тем, что ано снабжено опорным кессо-ном, на котором установлена базоваяструктура, образованная кольцевыми, радиальными и горизонтальными элементами ввиде плит, при этом нижняя часть базовойструктуры, расположенная над опорнымкессоном, выполнена с хранилищем жидкойфазы продукта; с помещениями; в которыхподдерживается атмосферное давление, сразмещенным в них оборудованиеМ длядобычи продукта, превенторами, манифольдами и другим технологическим оборудованием, над которыми размещено; хранилище.для газообразной фазы продукта и выполнены гнезда для размещения жестких опор, а также помещение, в которомподдерживается атмосферное давление,для оборудования йодготовки и транспортапродукта.3. Сооружение по п,1, о т ли ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено фланцевой плитой, при этом нижйие концы гибкихтрубчатых тяг плавающей йлатформы закреплены. на фланцевой плите, а фланцевая плита вы: полненас вырезами для размещения реакторного отделения энергоустановки и сгерметичными зазорами, заполненнымивоздухом при атмосферном давлении длязакрепления ее на палубе понтона,4, Сооружение по п,1, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что ано снабжено выдвижнымиплитами, базовая структура соединена сдном с помощью тяг с верхними анкерами,йыполненнцми в виде полых цилиндров с,внутренней резьбой, при этом цилиндрысвязайы с выдвижной плитой, расположеннойна опорной плите,5. Сооружение по и Л, о т л и ч а ю щ е ес я тем, чта плавающая платформа выполнена в виде горизонтальной кольцевойструктуры с полостью, которая сверху перекрыта .гибкой оболочкой для поддержания: избыточного давления воздуха,6. Сооружение по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что между плавающей платформойи энергоустановкой вертикально установлена гибкая труба-лифт, выполненная с воз можностьа поддержания внутрениегоатмосферного давлений.:7. Сооружение па пЛ, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что; с целью облегчения и ускорениязамены или ремонта реакторного отделения, понтон.энергоустановки выполнен с. кольцевым швом, в котором установленызамки, а реакторное отделение снабжено55 дебалластируют плавучую платформу и затем пойышают давление воздуха под гиб кой оболочкой, перекрываю 4 ей. сверху полость плавучей платформц, выполйенной в виде горизонтальной кольцевой структуры. 10204050 8, Способ возведения гидротехнического сооружения для добычи углеводородов наконтинентальном шельфе в приполярных глубоководных акваториях, включающийизготовление наплавных блоков в доке, буксировку, балластировку, установку базовойструктуры с жесткими опорами на дно, анкеровку опор в грунте с помощью тяг и закрепление к базовой структуре плавающейплатформы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтотяги, заделанные в анкерах в грунте, пропускают в каналах жестких опор., натягивают их с помощью фланцевой плиты путем дебалластировки плавающей платформы, закрепляют верхние анкерытяг.и балластируют плавающую платформу,9, Способ по п 8,отличающийся тем, чта закрепление верхнего анкера каждой тяги осуществляют с помощью сервомотора, которым вворачивают штифт, при этомнижняя часть штифта с наружной резьбой предварительно устанавливают в полостьверхнего цилиндрического анкера с внутренней нарезкой, а верхнюю часть штифтапредварительно закрепляют в соответствующем гнезде фланцевой плиты, а после закрепления верхних анкеров тяг плавающую платформу балластируют и затем вворачивают штифты,1 О,Спосабпап 8,отличающийсятем, что тяги дополнительно натягивайт путем использования кратковременного повышения давления воздуха под гибкой оболочкой, которой сверху перекрыта полость плавающей платформь 1, выполненнойв аиде горизонтальной кольцевой структуры.11, Способ по п.8,.о т л и.ч а ю щ и й с ятем, что, с целью облегчения процесса натяжения тяг, верхние анкеры трубчатых тягзакрепляют в верхней части фланцевай плиты,. 12, Способ по пЛО, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что между плавающей платформой ифланцевой плитой натягивают трубчатые тяги, для чего верхние анкеры трубчатых тяг закрепляют на плавающей платформе, афланцейую плиту размещают на палубе верхней части базовой структуры, совмещаяпри этом уплотнения, йыполненные на нижней части фланцевой плиты и на палубе, с образованием герметичных зазоров, откачивают из зазоров йоду, оставляя в зазоре лишь воздух при атмосферном давлении,1821525 13. Способ по п,в, о т л и ч а ю щ и й с я. тем, что, с целью облегчения демонтажа гидросооружения и удаления с места части сооружения для перебазирования или для 10использования по другому назначению, из вертикальных каналов тяг в жестких опорах удаляют тяги и освобождают базовую структуру от анкеровки в грунте